一種鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置，包括電爐，電爐設(shè)置有煙氣管道；還包括換熱器，換熱器包括有第一換熱器、第二換熱器以及第三換熱器，三個(gè)換熱器依次串聯(lián)在電爐的煙氣管道中；第一換熱器與第二換熱器之間設(shè)置有粗除塵裝置；第一換熱器以及第二換熱器的外部設(shè)置有離心風(fēng)機(jī)；第二換熱器與第三換熱器之間設(shè)置有布袋除塵裝置。其能夠有效的利用高溫?zé)煔獾挠酂幔_(dá)到節(jié)能減排的目的。
【專利說(shuō)明】一種鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種煙氣的余熱利用裝置，尤其涉及一種鐵合金電爐的煙氣余熱利用裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鐵合金電爐煙氣處理方式分為濕法和干法兩種工藝。濕法除塵基本沒(méi)有利用煙氣余熱，還存在水的二次污染問(wèn)題，而且必須要有龐大的水處理設(shè)備，運(yùn)行費(fèi)用也較高。因此，大型鐵合金密閉電爐宜采用干法除塵。
[0003]目前國(guó)內(nèi)鐵合金電爐干法除塵主要采用袋式除塵，然而濾袋耐溫低，一般在200?220°C下才能長(zhǎng)期工作，瞬間使用溫度小于280°C，所以電爐煙氣除塵前必須進(jìn)行冷卻降溫至200?220°C，為減小袋式除塵的負(fù)荷，鐵合金電爐煙氣需要預(yù)先經(jīng)過(guò)粗除塵。
[0004]如圖1所示，是現(xiàn)有的鐵合金密閉電爐的煙氣干法除塵裝置的示意圖?，F(xiàn)有的鐵合金電爐煙氣干法除塵裝置的工藝流程為:高溫?zé)煔馐紫冉?jīng)過(guò)水冷煙道降溫；然后經(jīng)過(guò)粗除塵；之后再經(jīng)過(guò)空冷器繼續(xù)降溫；最后煙氣由袋式除塵凈化。如果鐵合金電爐為密閉電爐，凈化后的煙氣需要進(jìn)行噴淋冷卻，以達(dá)到進(jìn)入煤氣柜回收的溫度要求，當(dāng)回收的煤氣CO含量偏低或是O2濃度偏高時(shí)，可直接點(diǎn)火放散；如果鐵合金電爐為半密閉電爐或敞口電爐，凈化后的煙氣直接由煙?排入大氣。而現(xiàn)有半密封或者敞口的電爐的煙氣干法除塵裝置中，因不需要將一氧化碳回收，因此不需要設(shè)置煤氣柜。
[0005]冷卻高溫?zé)煔獾慕橘|(zhì)一般采用空氣或水，冷卻方式包括:噴霧冷卻、間接水冷、吸風(fēng)冷卻、間接風(fēng)冷。其中四種冷卻方式存在的缺點(diǎn)如下:噴霧冷卻，增加了煙氣含濕量、腐蝕性及煙塵的黏結(jié)性；間接水冷，耗水量大；吸風(fēng)冷卻增加了煙氣量，除塵設(shè)備變大；間接風(fēng)冷，無(wú)論是采用大氣自然冷卻還是用軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)冷卻，熱風(fēng)均需放散。
[0006]但是，從現(xiàn)有技術(shù)中可知，目前的干法袋式除塵中，幾乎沒(méi)有有效的利用到高溫?zé)煔獾挠酂帷?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置，其能夠有效的利用高溫?zé)煔獾挠酂?，達(dá)到節(jié)能減排的目的。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置，包括電爐，電爐設(shè)置有煙氣管道；還包括換熱器，換熱器包括有第一換熱器、第二換熱器以及第三換熱器，三個(gè)換熱器依次串聯(lián)在電爐的煙氣管道中；第一換熱器與第二換熱器之間設(shè)置有粗除塵裝置；第一換熱器以及第二換熱器的外部設(shè)置有離心風(fēng)機(jī)；第二換熱器與第三換熱器之間設(shè)置有布袋除塵裝置。
[0009]優(yōu)選地,第三換熱器之后設(shè)置能夠收集密閉鐵合金電爐煙氣中一氧化碳的煤氣柜。
[0010]優(yōu)選地，第一換熱器、第二換熱器以及第三換熱器與電爐的煙氣管道之間通過(guò)法蘭連接。
[0011]優(yōu)選地，換熱器為管殼式，換熱器的外部設(shè)置有用保溫材料包扎的保溫層，換熱器的一端為煙氣流入端，另一端為煙氣流出端，換熱器外側(cè)設(shè)置有兩個(gè)外部介質(zhì)管道，其中靠近煙氣進(jìn)入端的管道為外部介質(zhì)流入管道，靠近煙氣流出端的管道為外部介質(zhì)流出管道。
[0012]優(yōu)選地，煙氣流入端前煙氣管道上設(shè)置有熱電偶測(cè)溫儀以及壓力儀表；煙氣流出端后的煙氣管道上設(shè)置有熱電偶測(cè)溫儀和壓力儀表，外部介質(zhì)流入管道前的管道上設(shè)置有閥門、流量計(jì)、熱電偶測(cè)溫儀、壓力儀表；外部介質(zhì)流出管道后的管道上設(shè)置有熱電偶測(cè)溫儀、壓力儀表。
[0013]優(yōu)選地，所述閥門為自動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥。
[0014]優(yōu)選地，換熱器的內(nèi)部設(shè)置有無(wú)縫鋼管。
[0015]優(yōu)選地，第一換熱器前以及第二換熱器前的煙氣進(jìn)入端設(shè)置有吹掃除灰裝置。
[0016]優(yōu)選地，當(dāng)換熱器為第一換熱器以及第二換熱器時(shí)，外部介質(zhì)管道中的介質(zhì)為空氣。
[0017]優(yōu)選地，當(dāng)換熱器為第三換熱器時(shí)，外部介質(zhì)管道中的介質(zhì)為水。
[0018]本實(shí)用新型中鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置相較于現(xiàn)有技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)在于:
[0019](I)第一換熱器產(chǎn)生的熱風(fēng)直接用于助燃，不僅節(jié)省了燒結(jié)、轉(zhuǎn)底爐或回轉(zhuǎn)窯所需的助燃風(fēng)機(jī)設(shè)備，而且可以提高爐溫、保證產(chǎn)量，同時(shí)還可以節(jié)約燃料消耗15%以上；
[0020](2)第一換熱器產(chǎn)生的熱風(fēng)還可以用于預(yù)熱電爐原料，從而降低冶煉電耗；
[0021](3)第二換熱器產(chǎn)生的熱風(fēng)代替煤氣燃燒用于烘干礦石原料、含碳原料，節(jié)省了二次能源的消耗；
[0022](4)第二換熱器產(chǎn)生的熱風(fēng)可用于原料廠的防凍保溫，保障生產(chǎn)的順利；
[0023](5)第三換熱器提供的生活熱水、低壓蒸汽不需要額外消耗能源。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中鐵合金密閉電爐的煙氣干法除塵裝置的流程示意圖；
[0025]圖2是本實(shí)用新型中鐵合金密閉電爐煙氣余熱利用裝置的流程示意圖；
[0026]圖3是本實(shí)用新型中鐵合金半密閉/敞口的電爐煙氣余熱利用裝置流程示意圖；
[0027]圖4是本實(shí)用新型中換熱器與煙氣管道連接的示意圖；
[0028]圖5是圖4中A-A的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面，通過(guò)示例性的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒(méi)有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。
[0030]參見(jiàn)圖2，是本實(shí)用新型中鐵合金密閉電爐煙氣余熱利用裝置的流程示意圖。如圖2所示，該鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置包括電爐1，電爐I設(shè)置有煙氣管道11，還包括有換熱器20，換熱器20包括第一換熱器21、第二換熱器22以及第三換熱器23，三個(gè)換熱器依次串聯(lián)在電爐的煙氣管道中，換熱器20與煙氣管道11之間的連接方式優(yōu)選為法蘭12連接；第一換熱器21以及第二換熱器22的外部設(shè)置有離心風(fēng)機(jī)40，用于向換熱器中鼓入空氣；其中在第一換熱器21與第二換熱器22之間設(shè)置有粗除塵裝置30，在第二換熱器22與第三換熱器23之間設(shè)置有布袋除塵裝置50，在第三換熱器23之后設(shè)置有能夠收集密閉鐵合金電爐煙氣中一氧化碳的煤氣柜60，具體到鐵合金電爐煙氣余熱利用的工藝過(guò)程如下:電爐I產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)第一換熱器21換熱，使得煙氣溫度降低至500-300°C，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，電爐I的煙氣不通過(guò)第一換熱器21，直接由電爐I上的放散閥10放散到空氣中；第一換熱器21在與高溫?zé)煔鈸Q熱之后產(chǎn)生高壓熱風(fēng)，熱風(fēng)作為助燃介質(zhì)用于鐵合金工藝中原料預(yù)處理的燃燒供熱，熱風(fēng)還可以用于預(yù)熱鐵合金電爐的原料；從第一換熱器21中出來(lái)的煙氣經(jīng)過(guò)粗除塵裝置30進(jìn)行粗除塵之后進(jìn)入到第二換熱器22中，經(jīng)過(guò)第二換熱器22的換熱，使得煙氣的溫度降至200-220°C，同時(shí)第二換熱器22產(chǎn)生的高壓熱風(fēng)可用于鐵合金原料的烘干和原料廠的防凍保溫；從第二換熱器22出來(lái)的煙氣經(jīng)過(guò)布袋除塵裝置50進(jìn)行進(jìn)一步除塵凈化，回收合格的煙氣經(jīng)過(guò)第三換熱器23，此時(shí)煙氣的溫度降至50-60°C，從第三換熱器23出來(lái)的煙氣被送入到煤氣柜60存儲(chǔ)，在換熱的同時(shí)，第三換熱器23產(chǎn)生熱水；當(dāng)?shù)谌龘Q熱器23中出來(lái)的煙氣不合格，即當(dāng)回收的煙氣一氧化碳含量偏低或是氧氣濃度偏高時(shí)，可直接點(diǎn)火放散。
[0031]如圖3所示，是本實(shí)用新型中鐵合金半密閉/敞口的電爐煙氣余熱利用裝置流程示意圖。在該裝置應(yīng)用在半封閉以及敞口的鐵合金電爐中時(shí)，其與上述密閉的電爐煙氣余熱利用裝置的區(qū)別在于，在第三換熱器23之后不設(shè)置有煤氣柜60，因?yàn)榘朊荛]/敞口的電爐不需要設(shè)置一氧化碳的回收。
[0032]參見(jiàn)圖4以及圖5，是本實(shí)用新型中換熱器與煙氣管道連接的示意圖。如圖所示，換熱器20為管殼式，換熱器20的外部設(shè)置有用保溫材料包扎的保溫層，換熱器20的一端為煙氣流入端201，另一端為煙氣流出端203，換熱器20串聯(lián)在煙氣管道11中；換熱器20的管部外側(cè)上端設(shè)置有兩個(gè)外部介質(zhì)管道，用于外部介質(zhì)例如空氣或水的流入與流出，其中靠近煙氣進(jìn)入端201的管道為外部介質(zhì)流入管道202，在外部介質(zhì)流入管道202端設(shè)置有閥門以及流量計(jì)，此處的閥門優(yōu)選為自動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥，當(dāng)電爐煙氣量波動(dòng)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)換熱器20前的閥門來(lái)控制進(jìn)入換熱器20的風(fēng)量或水量，從而來(lái)控制出換熱器20的煙氣溫度I靠近煙氣流出端203的管道為外部介質(zhì)流出管道204，煙氣管道11與換熱器20之間采用法蘭12連接，為了實(shí)時(shí)的檢測(cè)進(jìn)出換熱器中煙氣以及外部介質(zhì)的溫度，在換熱器20的煙氣流入端201、煙氣流出端203以及外部介質(zhì)流入管道202、外部介質(zhì)流出管道204上均設(shè)置有熱電偶測(cè)溫儀，為了實(shí)時(shí)的檢測(cè)進(jìn)出換熱器中煙氣以及外部介質(zhì)的壓力，在換熱器20的煙氣流入端201、煙氣流出端203以及外部介質(zhì)流入管道202、外部介質(zhì)流出管道204上設(shè)置有壓力儀表；另外，為了使換熱器20能夠承受高溫?zé)煔獾臎_刷和腐蝕，在換熱器20的內(nèi)部設(shè)置有無(wú)縫鋼管7。
[0033]因第一換熱器21與第二換熱器22采用離心風(fēng)機(jī)40向換熱器內(nèi)鼓氣，其工作原理是:在第一換熱器21以及第二換熱器22外部設(shè)置離心風(fēng)機(jī)40，上述的外部介質(zhì)為空氣，離心風(fēng)機(jī)40向第一換熱器21以及第二換熱器22中鼓入高壓空氣，空氣在第一換熱器21以及第二換熱器22外部流動(dòng)，煙氣在第一換熱器21以及第二換熱器22的內(nèi)部流動(dòng)，通過(guò)強(qiáng)制對(duì)流傳熱，煙氣被冷卻溫度下降，空氣被加熱溫度升高，煙氣進(jìn)入端換熱器前還設(shè)有吹掃除灰裝置，吹掃介質(zhì)為惰性氣體，當(dāng)煙氣側(cè)阻力過(guò)大時(shí)，便可以打開(kāi)吹掃裝置進(jìn)行除灰，當(dāng)電爐煙氣量和溫度波動(dòng)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)離心風(fēng)機(jī)的頻率或是換熱器前空氣總管的閥門來(lái)控制進(jìn)入換熱器的風(fēng)量，從而來(lái)控制出換熱器的煙氣溫度。
[0034]在第三換熱器23中，其外部介質(zhì)為水，其具體的工作原理為:通過(guò)對(duì)流傳熱，煙氣被冷卻，水被加熱，當(dāng)電爐煙氣量波動(dòng)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)換熱器前水總管的閥門來(lái)控制進(jìn)入換熱器的水量，從而來(lái)控制出換熱器煙氣溫度。
[0035]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)上述電爐煙氣余熱利用裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0036]第一種實(shí)施例:采用轉(zhuǎn)底爐或回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原法生產(chǎn)高碳鉻鐵，鐵合金電爐每噸產(chǎn)品產(chǎn)生的煙氣量550?700Nm3，CO的濃度?80%，煙氣溫度600?800°C。
[0037]高溫?zé)煔馐紫冉?jīng)過(guò)第一換熱器，煙氣溫降至?450°C，空氣溫度升至?350°C ;隨后煙氣經(jīng)過(guò)重力除塵；然后煙氣經(jīng)過(guò)第二換熱器，溫度降到200?220°C，空氣溫度升至?2000C ;之后煙氣進(jìn)入布袋除塵器除塵凈化；回收合格的煙氣經(jīng)過(guò)第三換熱器，煙氣溫度降到50?60°C，熱水溫度高于60°C，之后煙氣進(jìn)入煤氣柜存貯；當(dāng)回收的煤氣CO含量偏低或是O2濃度偏高時(shí)，可直接點(diǎn)火放散。
[0038]上述第一換熱器產(chǎn)生的熱風(fēng)，風(fēng)壓為3?8kPa，這部分熱風(fēng)通過(guò)保溫管道輸送到轉(zhuǎn)底爐或回轉(zhuǎn)窯作為助燃介質(zhì)參與燃燒供熱，這不僅提高了爐溫，還節(jié)約了鉻鐵礦預(yù)還原消耗的煤氣。
[0039]上述第二換熱器產(chǎn)生的熱風(fēng)，風(fēng)壓為3kPa左右，這部分熱風(fēng)通過(guò)保溫管道輸送到原料廠，用于鉻鐵礦、碳原料的干燥和原料廠的防凍保溫。鉻鐵礦和碳原料通常采用回轉(zhuǎn)烘干機(jī)進(jìn)行烘干，烘干機(jī)的熱載體為電爐回收煤氣燃燒產(chǎn)生的煙氣。本實(shí)用新型采用熱風(fēng)作為烘干機(jī)的熱載體，可以節(jié)省煤氣消耗。
[0040]上述第三換熱器產(chǎn)生的熱水，水壓為0.4?0.6MPa，可用于提供生活熱水。
[0041]第二種實(shí)施例:采用燒結(jié)法生產(chǎn)高碳錳鐵，鐵合金電爐每噸產(chǎn)品產(chǎn)生的煙氣量為990N m3左右，CO的濃度為72%左右，煙氣溫度為500?700°C。
[0042]高溫?zé)煔馐紫冉?jīng)過(guò)第一換熱器，煙氣溫降至40(TC左右，空氣溫度升至350°C左右；然后煙氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵；之后煙氣經(jīng)過(guò)第二換熱器，煙氣溫度降到200?220°C，空氣溫度升至200°C ;之后煙氣進(jìn)入布袋除塵器除塵凈化；回收合格的煙氣經(jīng)過(guò)第三換熱器，煙氣溫度降到50?60°C，熱水溫度高于60°C，之后煙氣進(jìn)入煤氣柜存貯；當(dāng)回收的煙氣CO含量偏低或是O2濃度偏高時(shí)，可直接點(diǎn)火放散。
[0043]上述第一換熱器產(chǎn)生的熱風(fēng)，風(fēng)壓為5kPa左右，熱風(fēng)通過(guò)保溫管道一部分輸送到燒結(jié)作為助燃介質(zhì)參與燃燒供熱，另外一部分輸送到預(yù)熱窯作為熱載體來(lái)預(yù)熱電爐的原料，預(yù)熱窯頂部設(shè)有除塵設(shè)備。原料預(yù)熱溫度大于300°C，之后通過(guò)保溫料管進(jìn)入電爐進(jìn)行冶煉。
[0044]上述第二換熱器產(chǎn)生的熱風(fēng)，風(fēng)壓為3kPa左右，這部分熱風(fēng)通過(guò)保溫管道輸送到原料廠，用于碳原料的干燥和原料廠的防凍保溫。碳原料通常采用回轉(zhuǎn)烘干機(jī)進(jìn)行烘干，烘干機(jī)的熱載體為電爐回收煤氣燃燒產(chǎn)生的煙氣，本實(shí)用新型采用熱風(fēng)作為烘干機(jī)的熱載體，可以節(jié)省煤氣消耗。
[0045]上述第三換熱器產(chǎn)生的熱水，水壓為0.6MPa左右，用于提供生活熱水。
[0046]可以理解，本實(shí)用新型是通過(guò)一些實(shí)施例進(jìn)行描述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員知悉的，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行各種改變或等效替換。另外，在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，可以對(duì)這些特征和實(shí)施例進(jìn)行修改以適應(yīng)具體的情況及材料而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。因此，本實(shí)用新型不受此處所公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制，所有落入本申請(qǐng)的權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施例都屬于本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置，包括:電爐(1)，電爐(I)上設(shè)置有煙氣管道(11);還包括換熱器(20)，其特征在于，換熱器(20)包括有第一換熱器(21)、第二換熱器(22)以及第三換熱器(23)，三個(gè)換熱器依次串聯(lián)在電爐(I)的煙氣管道(11)中；第一換熱器(21)與第二換熱器(22)之間設(shè)置有粗除塵裝置(30);第一換熱器(21)以及第二換熱器(22)的外部設(shè)置有離心風(fēng)機(jī)(40);第二換熱器(22)與第三換熱器(23)之間設(shè)置有布袋除塵裝置(50)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置，其特征在于，第三換熱器(23)之后設(shè)置能夠收集密閉鐵合金電爐煙氣中一氧化碳的煤氣柜(60)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置，其特征在于，第一換熱器(21)、第二換熱器(22)以及第三換熱器(23)與電爐(I)的煙氣管道(11)之間通過(guò)法蘭(12)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置，其特征在于，換熱器(20)為管殼式，換熱器(20)的外部設(shè)置有用保溫材料包扎的保溫層，換熱器(20)的一端為煙氣流入端(201)，另一端為煙氣流出端(203)，換熱器(20)的管部外側(cè)上端設(shè)置有兩個(gè)外部介質(zhì)管道，其中靠近煙氣進(jìn)入端(201)的管道為外部介質(zhì)流入管道(202)，靠近煙氣流出端(203)的管道為外部介質(zhì)流出管道(204)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置，其特征在于，煙氣流入端(201)前煙氣管道上設(shè)置有熱電偶測(cè)溫儀以及壓力儀表；煙氣流出端(203)后的煙氣管道上設(shè)置有熱電偶測(cè)溫儀和壓力儀表，外部介質(zhì)流入管道(202)前的管道上設(shè)置有閥門、流量計(jì)、熱電偶測(cè)溫儀、壓力儀表；外部介質(zhì)流出管道(204)后的管道上設(shè)置有熱電偶測(cè)溫儀、壓力儀表。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置，其特征在于，所述閥門為自動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置，其特征在于，換熱器(20)的內(nèi)部設(shè)置有無(wú)縫鋼管(7)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置，其特征在于，第一換熱器(21)前以及第二換熱器(22)前的煙氣進(jìn)入端設(shè)置有吹掃除灰裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置，其特征在于，當(dāng)換熱器(20)為第一換熱器(21)以及第二換熱器(22)時(shí)，外部介質(zhì)管道中的介質(zhì)為空氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鐵合金電爐煙氣余熱利用裝置，其特征在于，當(dāng)換熱器(20)為第三換熱器(23)時(shí),外部介質(zhì)管道中的介質(zhì)為水。
【文檔編號(hào)】F27D17/00GK203550636SQ201320722924
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】王惠永 申請(qǐng)人:中冶東方工程技術(shù)有限公司